JP2013533435A - 排気ガスターボチャージャ - Google Patents

Abstract

本発明は、排気ガスターボチャージャ（１）であって、コンプレッサホイール（３）及びタービンホイール（４）が配置されるシャフト（２）を有し、シャフト（２）用のコンプレッサ側の軸受装置（６）及びタービン側の軸受装置（７）が配置される軸受ハウジング（５）を有し、オイル流入ライン（８）及びオイル流出ライン（９）を有し、シャフト（２）の軸受装置（６、７）用の追加のオイルアキュムレータ（１０）を有し、オイルアキュムレータ（１０）が、オイル流入ライン（８）の分岐ライン（１１）に配置される蓄圧器として設計され、制御可能な弁（１３）が、オイルアキュムレータ（１０）と、オイル流入ライン（８）内への分岐ライン（１１）の開口点（１２）との間に挿入される排気ガスターボチャージャ（１）に関する。

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の排気ガスターボチャージャに関する。

前記タイプの排気ガスターボチャージャ、欧州特許第２ ０５４ ５９７Ｂ１号明細書から公知である。

潤滑油をシャフトの軸受に供給するために、前記排気ガスターボチャージャは、ターボチャージャが取り付けられる内燃機関のエンジンオイルポンプを利用する。

しかし、ライン又はダクトの長さ、潤滑油の粘度、製造公差及び他の影響の結果、圧力増大に遅延があり、したがって、エンジン始動中に排気ガスターボチャージャの軸受システムへの潤滑油の供給が遅れる。

同様の問題が、排気ガスターボチャージャがその質量慣性のためオーバーランするときにエンジンを停止する間にも生じることがある。いずれの場合も、軸受装置は混合摩擦段階を通って作動し、さらに、エンジン始動の更新中に、排気ガスターボチャージャに残る潤滑油は残余の熱によって加熱される。

この結果、潤滑油の粘度が落ち、潤滑特性はさらに悪化する。

上述の問題は、例えばハイブリッド用途又は非常に多数の始動／停止サイクルのような極端な用途において、排気ガスターボチャージャの軸受装置の損傷、したがってシステム全体の故障をもたらす可能性がある。

したがって、欧州特許第２ ０５４ ５９７Ｂ１号明細書による汎用排気ガスターボチャージャでは、前記文献では緊急用オイルタンクと称され、すべてのラジアル軸受にわたって軸方向に延在する追加のオイルアキュムレータが設けられる。前記システムではオイル供給を行うために重力が使用されるので、緊急用オイルタンクは、ラジアル軸受の上方にかつ前記軸受から小さな半径方向距離に配置される。

本発明の文脈内で実施された試験では、しかし、具体的に、上記の極端な用途において、重力に基づく前記タイプの追加のオイル供給が不十分であることが多いことが示されている。

したがって、本発明の目的は、停止時に及び排気ガスターボチャージャの始動中にチャージャシャフトの軸受装置に十分なオイル供給を常に可能にする、請求項１の前提部に規定されたタイプの排気ガスターボチャージャを提供することである。

前記目的は、請求項１の特徴によって達成される。

本発明による排気ガスターボチャージャの追加のオイルアキュムレータは蓄圧器として設計される。排気ガスターボチャージャの始動／停止サイクル中に混合摩擦状態を回避するために、潤滑油が前記蓄圧器によって排気ガスターボチャージャの軸受装置に投入して供給される。

このため、エンジン作動中、循環する潤滑油の部分量が抽出され、加圧された潤滑油として蓄圧器に一時的に貯蔵される。このため、油圧分野から知られているような油圧アキュムレータを使用することが可能である。

蓄圧器の制御可能な弁及び好ましくは潤滑油用の流入ラインにおける別の簡単な逆止弁によって、エンジンの始動及び停止中に潤滑油を軸受装置に投入して供給することが可能である。

ここで、流入ラインの逆止弁を制御可能な弁、特に逆止弁、又は差圧弁と交換することが可能である。

差圧弁が使用される場合、流入ライン内及び／又は蓄圧器内の及び始動／停止サイクル中の圧力増大又は散逸を実現するために、弁の両側の圧力を利用して弁の運動が生成される。

制御可能な弁、特に逆止弁が使用される場合、流入ライン及びアキュムレータシステムの圧力信号が評価され、均一な圧力増大が軸受システムで行われるように作動方策によって連結される。

ここで、本発明によれば、外部又は内部システムとしてシステムを設計することが可能である。

内部システムとして、蓄圧器、弁及び制御装置の構成要素を排気ガスターボチャージャの軸受ハウジングに一体化することが可能である。

本発明のさらなる詳細、利点及び特徴は、図面に基づき以下の例示的な実施形態の説明から明らかになる。

図２には示していない基本的な構成要素を示している排気ガスターボチャージャの切欠斜視図である。 本発明による排気ガスターボチャージャの単純化した概略図である。

図２に示した本発明による排気ガスターボチャージャ１は、前記図に示した構成要素のみならず、図１に示した構成要素、具体的にはシャフト２と、コンプレッサホイール３と、タービンホイール４と、軸受ハウジング５とを有する。コンプレッサ側の軸受装置６及びシャフト２を装着するためのタービン側軸受装置７は、軸受ハウジング５に配置される。

本発明による排気ガスターボチャージャ１はまた、現在のターボチャージャの他の従来の構成要素をすべて有することが自明であるが、これらの構成要素は本発明の説明には重要でない。

図２によれば、排気ガスターボチャージャ１はまた、オイル流入ライン８及びオイル流出ライン９を有し、これらのラインは、排気ガスターボチャージャ１が取り付けられるエンジンのエンジンオイル回路に油圧接続される。

本発明による排気ガスターボチャージャ１はまた、蓄圧器として設計されかつオイル流入ライン８の分岐ライン１１に配置される追加のオイルアキュムレータ１０を有する。図２に示したように、制御可能な弁１３は、オイルアキュムレータ１０と、オイル流入ライン８内への分岐ライン１１の開口点１２との間に挿入される。制御可能な弁１３は、制御装置１４によって開閉することができ、この場合制御装置１４は、このため流入ラインからかつ蓄圧器１０からの圧力信号を使用し、前記圧力信号は、図２に破線ＤＳで示されている。

オイル流入ラインにも、開口点１２の上流に、制御可能な弁で置き換えることが可能な簡単な逆止弁１５が設けられる。

弁１３と１５を作動するによって、十分なオイル圧力がエンジンのオイルポンプによって増大されると、蓄圧器１０に加圧潤滑油を充填することができる。

始動／停止プロセス中に、冒頭に説明したように、不十分な潤滑に起因する理想的でない軸受状態を防止するために、一時的に蓄圧器１０に貯蔵された潤滑油及び弁１３と１５の作動によって、排気ガスターボチャージャ１の軸受装置６と７に適切に潤滑油を供給することが可能である。

本発明の上述の開示に加えて、ここに、図１と図２の本開示の概略図が明示的に参照される。

１ 排気ガスターボチャージャ
２ シャフト
３ コンプレッサホイール
４ タービンホイール
５ 軸受ハウジング
６ コンプレッサ側の軸受装置
７ タービン側の軸受装置
８ オイル流入ライン
９ オイル流出ライン
１０ オイルアキュムレータ／蓄圧器
１１ 分岐ライン
１２ 開口点
１３ 弁
１４ 制御装置
１５ 逆止弁
ＤＳ 圧力信号

Claims (7)

1. −コンプレッサホイール（３）及びタービンホイール（４）が配置されるシャフト（２）を有し、
   −前記シャフト（２）用のコンプレッサ側の軸受装置（６）及びタービン側の軸受装置（７）が配置される軸受ハウジング（５）を有し、
   −オイル流入ライン（８）及びオイル流出ライン（９）を有し、
   −前記シャフト（２）の前記軸受装置（６、７）用の追加のオイルアキュムレータ（１０）を有する排気ガスターボチャージャ（１）において、
   −前記オイルアキュムレータ（１０）が、前記オイル流入ライン（８）の分岐ライン（１１）に配置される蓄圧器として設計されることと、
   −制御可能な弁（１３）が、前記オイルアキュムレータ（１０）と、前記オイル流入ライン（８）内への前記分岐ライン（１１）の前記開口点（１２）との間に配置されることを特徴とする排気ガスターボチャージャ（１）。
2. 前記流入ライン（８）及び前記オイルアキュムレータ（１０）から受信された圧力信号（ＤＳ）に応じて前記制御可能な弁（１３）を開閉するための制御装置（１４）を特徴とする、請求項１に記載の排気ガスターボチャージャ。
3. 逆止弁（１５）が前記分岐ライン（１１）の前記開口点（１２）の上流の前記オイル流入ライン（８）に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の排気ガスターボチャージャ。
4. 制御可能な弁が前記分岐ライン（１１）の前記開口点（１２）の上流の前記オイル流入ライン（８）に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の排気ガスターボチャージャ。
5. 差圧弁が前記分岐ライン（１１）の前記開口点（１２）の上流の前記オイル流入ライン（８）に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の排気ガスターボチャージャ。
6. 前記オイルアキュムレータ（１０）及び前記弁（１３、１５）及びまた前記制御装置（１４）が、前記軸受ハウジング（５）に一体化された内部システムとして設計されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
7. 前記オイルアキュムレータ（１０）及び前記弁（１３、１５）及びまた前記制御装置（１４）が、外部システムとして設計されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。

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